package com.johnny.dataStructures.tree.threadedBinaryTree;

//线索化二叉树
class ThreadedBinaryTree {
    private HeroNode root;
    //为了实现线索化，需要创建一个指向当前节点的前驱节点的指针
    //在递归进行线索化时，pre 总是保留前一个节点
    private HeroNode pre = null;

    public void setRoot(HeroNode root) {
        this.root = root;
    }

    //重载threadedNodes方法
    public void threadedNodes() {
        this.threadedNodes(root);
    }

    //遍历线索化二叉树的方法
    public void threadedList() {
        //定义一个变量，存储当前遍历的节点，从root开始
        HeroNode node = root;
        while (node != null) {
            //循环的找到leftType=1的节点，第一个找到就是8节点
            //后面随着遍历而变化，因为当leftType == 1时，说明该节点是按照线索化
            //处理后的有效节点
            while (node.getLeftType() == 0) {
                node = node.getLeft();
            }

            //打印当前这个节点
            System.out.println(node);
            //如果当前接单的右指针指向的是后继节点，就一直输出
            while (node.getRightType() == 1) {
                //当取到当前节点的后继节点
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            //替换这个遍历的节点
            node = node.getRight();
        }
    }


    //编写对二叉树中序线索化的方法

    /**
     * @param node 当前需要线索化节点
     */
    public void threadedNodes(HeroNode node) {
        //如果node == null ,不能呢线索化
        if (node == null) {
            return;
        }

        //1.先线索化左子树
        threadedNodes(node.getLeft());

        //2.线索化当前节点
        //处理当前节点的前驱节点
        if (node.getLeft() == null) {
            //当前节点的左指针指向前驱节点
            node.setLeft(pre);
            //修改当前节点的左指针的类型 ,指向前驱节点
            node.setLeftType(1);
        }

        //处理后继节点 ,（完成上一次节点的后继指向 ）
        if (pre != null && pre.getRight() == null) {
            //让前驱节点的右指针指向当前节点
            pre.setRight(node);
            //修改前驱节点的右指针类型
            pre.setRightType(1);
        }

        // 每处理一个节点后，让当前节点指向下一个节点的前驱节点
        pre = node;

        //3.再线索化右子树
        threadedNodes(node.getRight());

    }


    //删除节点
    public void delNode(int no) {
        if (root != null) {
            //如果只是一个root节点，这里立即判断root是不是就是要删除节点
            if (root.getNo() == no) {
                root = null;
            } else {
                //递归删除
                root.delNode(no);
            }
        } else {
            System.out.println("空树，不能删除~");
        }
    }

    //前序遍历
    public void preOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.preOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.infixOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }

    //后序遍历
    public void postOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.postOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }

    //前序遍历查找
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.preOrderSearch(no);
        } else {
            return null;
        }
    }

    //中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.infixOrderSearch(no);
        } else {
            return null;
        }
    }

    //后序遍历查找
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.postOrderSearch(no);
        } else {
            return null;
        }
    }

}

//创建HeroNode
class HeroNode {
    private int no;
    private String name;
    private HeroNode left; //默认null
    private HeroNode right;//默认null

    //说明
    //1.如果leftType==0 表示指向的是左子树，如果1则表示执行前驱节点
    //2.如果rightType==0 表示指向的是右子树，如果1则表示执行后续节点
    private int leftType;
    private int rightType;

    public int getLeftType() {
        return leftType;
    }

    public void setLeftType(int leftType) {
        this.leftType = leftType;
    }

    public int getRightType() {
        return rightType;
    }

    public void setRightType(int rightType) {
        this.rightType = rightType;
    }

    public HeroNode(int no, String name) {
        this.no = no;
        this.name = name;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public HeroNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HeroNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HeroNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HeroNode right) {
        this.right = right;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    //递归删除节点
    //1. 如果删除的节点是叶子节点，则删除该节点
    //2. 如果删除的节点是非叶子节点，则删除该子树
    public void delNode(int no) {
        //如果当前节点的左子节点不为空，并且左子节点就是要删除节点，就将this.left=null
        if (this.left != null && this.left.no == no) {
            this.left = null;
            return;
        }
        //如果当前节点的右子节点不为空，并且右子节点就是要删除节点，就将this.right=null
        if (this.right != null && this.right.no == no) {
            this.right = null;
            return;
        }
        //向左子树递归删除
        if (this.left != null) {
            this.left.delNode(no);
        }
        //并且右子节点就是要删除节点
        if (this.right != null) {
            this.right.delNode(no);
        }
    }

    //编写前序遍历
    public void preOrder() {
        System.out.println(this); //先输出父节点
        // 递归向左子树前序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.preOrder();
        }
        // 递归向右子树前序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.preOrder();
        }
    }

    //编写中序遍历
    public void infixOrder() {
        // 递归向左子树前序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        System.out.println(this); //先输出父节点
        // 递归向右子树前序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }

    //编写后序遍历
    public void postOrder() {
        // 递归向左子树前序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.postOrder();
        }
        // 递归向右子树前序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.postOrder();
        }
        System.out.println(this); //先输出父节点

    }

    /**
     * 前序遍历查找
     *
     * @param no 查找no
     * @return 如果找到就返回该Node, 如果没有找到返回null
     */
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        System.out.println("进入前序遍历");
        //比较当前节点是不是
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        //1.则判断当前节点的左子节点是否为空，如果不为空，则递归前序查找
        //2.如果左递归前序查找，找到节点，则返回
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.preOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            //说明左子树上找到
            return resNode;
        }

        //1.左递归前序查找，找到节点，则返回，否则继续判读
        //2.当前的节点的右子节点是否为空，如果不空，则继续向右递归前序查找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    //中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        //先判断当前节点是否为空，如果不为空，则递归中序查找
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        System.out.println("进入中序遍历");
        //如果找到，则返回，如果没找到，就和当前节点比较，如果是则放回当前节点，否则继续进行右递归的中序查找
        if (this.no == no) {
            return this;
        }

        //否则继续进行右递归的中序查找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    //后续遍历查找
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {

        //判断当前节点的左子节点是否为空，如果不为空，则递归后序查找
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        //如果左子树没有找到，则向右子树递归进行后续遍历查找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {
            return resNode;
        }
        System.out.println("进入后序遍历");
        //如果左右子树都没有找到，就比较当前节点是不是
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        return resNode;

    }
}

public class ThreadedBinaryTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //测试中序二叉树的功能 {1,3,6,8,10,14}
        HeroNode root = new HeroNode(1, "1");
        HeroNode node2 = new HeroNode(3, "3");
        HeroNode node3 = new HeroNode(6, "6");
        HeroNode node4 = new HeroNode(8, "8");
        HeroNode node5 = new HeroNode(10, "10");
        HeroNode node6 = new HeroNode(14, "14");

        //二叉树，后面递归创建
        root.setLeft(node2);
        root.setRight(node3);
        node2.setLeft(node4);
        node2.setRight(node5);
        node3.setLeft(node6);

        //测试中序线索化
        ThreadedBinaryTree threadedBinaryTree = new ThreadedBinaryTree();
        threadedBinaryTree.setRoot(root);
        threadedBinaryTree.threadedNodes();

        //测试，10号节点
        HeroNode leftNode = node5.getLeft();
        HeroNode rightNode = node5.getRight();
        System.out.println("10号节点的前驱节点是 = " + leftNode);
        System.out.println("10号节点的后继节点是 = " + rightNode);

        //当线索化二叉树后，不能在使用原来的遍历方法
        System.out.println("使用线索化的方式遍历 线索化二叉树");
        threadedBinaryTree.threadedList();//8,3,10,1,14,6
    }
}
